[19]
中华人民共和国专利局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1158517A [43]公开日1997年9月3日
[21]申请号96118594.5[22]申请日96.11.28
[30]优先权
[32]95.11.28 [33]KR [31]44066/95
[71]申请人株式会社水山特装
地址韩国忠清南道
[72]发明人诸焕永 成丙昊 林奎焕 申贤国 沈载铉
[74]专利代理机构上海专利商标事务所代理人张政权
[51]Int.CI 6H03K 17/52
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
一种包括绝缘体的伪火花开关，该绝缘体可承
从而此伪火花开关能防止电极被损坏，而允许大量
电荷瞬时地流动。高功率伪火花开关包括：互相面
其相向端开口，在其相背端闭合；设在第一空心电
极闭合端壁上的惰性气体进气口；设在第二空心电
极闭合端壁上的真空泵连接口；设在第一空心电极
开口端处的第一电极；设在第二空心电极开口端处
的第二电极，此第二电极面对第一电极；以及插在
第一和第二电极之间的绝缘体。
96118594.5权 利 要 求 书第1/1页 1.一种高功率伪火花开关，其特征在于包括：
互相面对的第一和第二空心电极，这两个空心电极分别在其相向端处开口，在其相背端处闭合；
设在第一空心电极闭合端壁处的惰性气体进气口；
设在第二空心电极闭合端壁处的真空泵连接口；
设在第一空心电极开口端处的第一电极；
设在第二空心电极开口端处的第二电极，它面对第一电极；以及 插在第一和第二电极之间的绝缘体。
2.如权利要求1所述的高功率伪火花开关，其特征在于绝缘体包括陶瓷环和配合陶瓷环外周的聚四氟乙烯盘。
3.如权利要求1所述的高功率伪火花开关，其特征在于第一和第二电极由表现出高的耐电弧性的铜-钨或银-钨合金制成，并具有圆盘形状，从而它们分别具有中央通孔。
4.如权利要求2所述的高功率伪火花开关，其特征在于在陶瓷环的相背端分别设有凸缘。
96118594.5说 明 书第1/3页
伪火花开关
本发明涉及运用伪火花(pseudospark)的伪火花开关，尤其涉及包括一绝缘体的伪火花开关，该绝缘体可承受高温等离子体并置于其两极之间，从而当允许大量电荷(至少100库仑)瞬时地流过时，能防止伪火花开关电极被破坏。 有限空间中两平行电极之间气体的击穿电压是电极间气压和电极间距离之积的函数。此即Paschen定理。 当在Paschen最小值处划分Paschen曲线时，伪火花是一种在Paschen曲线左边部分出现的放电。换句话说，此放电表现出这样的特性，即当气压增加时击穿电压减少。而在一普通火花放电中，在气压减少时产生这种击穿电压的减少。
在空心阴极和阳极之间的气体中产生这样的一种伪火花。伪火花被运用于使用高电压和大电流的脉冲发生装置的开关中，因为它使大量电荷瞬时地流动。脉冲发生装置主要用于激光器、雷达和粒子加速器。
然而，已知的伪火花开关在有大量电荷流动时会产生电极的破坏。结果，缩短了此伪火花开关的寿命。此外，在电极处发生金属的汽化。这导致击穿电压的减少。结果，伪火花开关不适用于使大量电荷流动的目的。
因此，本发明的一个目的是为了解决常规伪火花开关中涉及的上述问题，并提供一种允许大量电荷在高电压下流动的高功率伪火花开关。
依据本发明，通过一种高功率伪火花开关实现此目的，这种伪火花开关包括：互相面对的第一和第二空心电极，这两个空心电极分别在其相向端开口，在其相背端闭合；设置在第一空心电极闭合端壁处的惰性气体进气口；在第二空心电极闭合端壁处设置的真空泵连接口；设在第一空心电极的开口端的第一电极；设在第二空心电极开口端的第二电极，它面对第一电极；以及插在第一和第二电极之间的绝缘体。
从以下实施例的描述并参考附图，可使本发明的其它目的和方面变得明显起来，其中：
图1是示出依据本发明的高功率伪火花开关外观的透视图；以及 图2是示出依据本发明的高功率伪火花开关结构的剖面图。
现在将结合图1和图2描述依据本发明的高功率伪火花开关。 如图2所示，本发明的高功率伪火花开关包括互相面对的第一空心电极1和第二空心电极1′。空心电极1和1′分别在其相向端开口，在其相背端闭合。在第一空心电极1的闭合端壁处设有惰性气体进气口2，而在第2空心电极1′的闭合端壁处设有真空泵连接口3。此高功率伪火花开关也包括设在第一空心电极1开口端的第一电极4，以及设在第二空心电极1′开口端的第二电极4′，此第二电极4′面对第一电极4。绝缘体A插在第一和第二电极4与4′之间。 依据本发明，第一和第二空心电极1与1′由不锈钢制成，而第一和第二电极4与4′由呈现出高的耐电弧性的铜-钨或银-钨合金制成，并具有圆盘形状。另一方面，绝缘体A包括陶瓷环5，以及与陶瓷环5外周配合的聚四氟乙烯盘6。 在陶瓷环5的相背端设有凸缘9，它们分别用于保护第一和第二电极4与4′。陶瓷环5具有一通孔，该通孔使第一空心电极1的内部与第二空心电极1′的内部连通。
在图2中，标号7与7′分别代表设在第一和第二空心电极1与1′处的电极接线端。
现在，将描述具有上述结构的高功率伪火花开关的操作。 当把低于击穿电压的电压加到处于某状态的第一和第二空心电极1与1′之间时，其中，此状态下对第一和第二空心电极1与1′的内部施加了气压，在第一和第二电极4和4′之间形成强电场。
在第一和第二电极4与4′之间形成强电场的条件下，当把惰性气体通过进气口2引入第一和第二空心电极1与1′内部时，第一和第二空心电极1与1′内部的气压增加，从而引起击穿电压降低到低于所加电压的电平。
结果，第一和第二空心电极1与1′内部所存在的气体被电离，从而由于存在绝缘体A，可使电流流过陶瓷环5的通孔。
在此情况下，伪火花开关的击穿电压是第一和第二空心电极1与1′内部的气压与第一和第二电极4与4′之间距离之积的函数。可流动电荷的量的增加正比于陶瓷环5中央所设通孔的尺寸。
通过进气口2引入第一和第二空心电极1与1′内部的惰性气体用于引发伪火花开关的放电。换句话说，惰性气体用于触发此开关。惰性气体也用于通过真空泵连接口3放出第一和第二空心电极1与1′内部形成的杂质。 陶瓷环5和聚四氟乙烯盘6用于使大量电荷流过设在陶瓷环5中的通孔。设在陶瓷环5相背端的凸缘9可保护第一和第二电极4与4′免受高温等离子体
的破坏。
从以上描述很明显的是，本发明提供了一种高功率伪火花开关，它包括可承受高温等离子体并设于其两个电极之间的绝缘体，从而该伪火花开关可防止电极被损坏，并允许大量电荷瞬时地流动。相应地，可延长伪火花开关的寿命。 虽然为示意的目的揭示了本发明的较佳实施例，本领域内的那些熟练技术人员可理解，不背离权利要求书中揭示的本发明的范围和精神的情况下，各种改变，增减都是可能的。
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